解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷160
CO2的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视,将CO2转化为高附加值化学品已成为有吸引力的解决方案。
I.例如可以用CO2、H2为原料合成CH3OH反应:CO2(g) + 3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) ΔH。CO2和H2在某催化剂表面上合成甲醇的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/702f48375cd7401b8db0df426242eab4.png?resizew=438)
(1)反应的ΔH_______ 0(填“>”或“<”):该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为_______ 。
II.已知研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。
工业上CO2与CH4发生反应I:CH4(g) + CO2(g)
2CO(g) + 2H2(g) ΔH=+234.0 kJ/mol
在反应过程中还发生反应II:H2(g) + CO2(g)
H2O(g)+CO(g) ΔH2
(2)已知部分化学键的键能数据如下表所示:
则ΔH2=_______ kJ/mol。
(3)在密闭容器中充入CO2与CH4,下列能够判断反应I达到平衡状态的是_______ 。
A.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
B.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的密度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/1e0a443721cb489ca69802a12a01a9c0.png?resizew=253)
①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是_______ 。
②计算923K时反应II的化学平衡常数K=_______ (计算结果保留小数点后两位)。
(5)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~400℃,乙酸的生成速率先减小后增大的原因______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/69a22f82c7c2440da6d9c76fe260a48c.png?resizew=253)
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是_______ (只答一条即可)。
I.例如可以用CO2、H2为原料合成CH3OH反应:CO2(g) + 3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) ΔH。CO2和H2在某催化剂表面上合成甲醇的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/702f48375cd7401b8db0df426242eab4.png?resizew=438)
(1)反应的ΔH
II.已知研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。
工业上CO2与CH4发生反应I:CH4(g) + CO2(g)
在反应过程中还发生反应II:H2(g) + CO2(g)
(2)已知部分化学键的键能数据如下表所示:
化学键 | H-O | H-H | C=O | C≡O |
键能(kJ/mol) | 413 | 436 | 803 | 1076 |
则ΔH2=
(3)在密闭容器中充入CO2与CH4,下列能够判断反应I达到平衡状态的是
A.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
B.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的密度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/1e0a443721cb489ca69802a12a01a9c0.png?resizew=253)
①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是
②计算923K时反应II的化学平衡常数K=
(5)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~400℃,乙酸的生成速率先减小后增大的原因
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/69a22f82c7c2440da6d9c76fe260a48c.png?resizew=253)
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是
22-23高二上·福建泉州·期末
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研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。工业上CO2与CH4发生反应Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ∆H1.在反应过程中还发生反应Ⅱ:H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) ∆H2=+41 kJ·mol−1。
(1)已知部分化学键的键能数据如下表所示:
则∆H1=_______ kJ·mol−1,反应I在一定条件下能够自发进行的原因是_______ ,在密闭容器中加入CO2与CH4发生反应,下列能够判断反应反应I达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量不变
D.一定温度和容积固定的容器中,H2和H2O物质的量之和保持不变
(2)将1mol CH4与1mol CO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/23/2642494010679296/2643610043334656/STEM/4dc5f650e8a04a48803eb17cca6ec0f4.png?resizew=262)
①923 K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是_______ 。
②计算923 K时反应Ⅰ的化学平衡常数K=_______ (计算结果保留小数点后两位)。
③1200 K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是_______ 。
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/23/2642494010679296/2643610043334656/STEM/1d20c555ad5743cc97b1670121016553.png?resizew=322)
250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_______ 。
(1)已知部分化学键的键能数据如下表所示:
化学键 | C-H | H-H | C=O | C≡O(CO) |
键能(kJ·mol-1) | 413 | 436 | 803 | 1076 |
A.一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量不变
D.一定温度和容积固定的容器中,H2和H2O物质的量之和保持不变
(2)将1mol CH4与1mol CO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/23/2642494010679296/2643610043334656/STEM/4dc5f650e8a04a48803eb17cca6ec0f4.png?resizew=262)
①923 K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是
②计算923 K时反应Ⅰ的化学平衡常数K=
③1200 K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/23/2642494010679296/2643610043334656/STEM/1d20c555ad5743cc97b1670121016553.png?resizew=322)
250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
已知研究
与
反应使之转化为
和
,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。工业上
与
发生反应
,在反应过程中还发生反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee5b7f83e8788cabd2458a5398a335b4.svg)
(1)已知部分化学键的键能数据如下表所示:
则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e78037eea0d638ae396f33f3f618145b.svg)
___________
,反应
在一定条件下能够自发进行的原因是___________ 。
(2)在密闭容器中充入
与
,下列能够判断反应
达到平衡状态的是___________。
(3)工业上将
与
按物质的量1:1投料制取
和
时,
和
的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
①923K时
的平衡转化率大于
的原因是___________ 。
②计算
时反应Ⅱ的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/940db2e9b806d2c9dbedcf14f05b9480.svg)
_________ (计算结果保留小数点后两位)
(4)以二氧化钛表面覆盖
为催化剂,可以将
和
直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~400℃,乙酸的生成速率先减小后增大的原因___________ 。
(1)已知部分化学键的键能数据如下表所示:
化学键 | ||||
键能 | 413 | 436 | 803 | 1076 |
(2)在密闭容器中充入
A.容积固定的恒温容器中,温度保持不变 |
B.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的密度保持不变 |
C.一定温度和容积固定的容器中,压强不在变化 |
D.一定温度和容积固定的容器中, |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/31/40d09461-fa5e-4ba5-8f50-fd778f5416a1.png?resizew=262)
①923K时
②计算
(4)以二氧化钛表面覆盖
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/31/bbe86e83-66e5-4493-b4b7-6b1fe5126a55.png?resizew=277)
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